DE2623765A1 - Axialkolbenmaschine - Google Patents
AxialkolbenmaschineInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F04B1/2007—Arrangements for pressing the cylinder barrel against the valve plate, e.g. by fluid pressure
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Description
PATENTANWALT DIPL.-ING. GERHARD SCHWAN
8000 MÜNCHEN 83 · ELFENSTRASSE 32
74-HSP-335
25, Mai ?97Ö
EATON CORPORATION 100 Erieview Plaza, Cleveland, Ohio 44114, V.St.A.
Axialkolbenmaschine
Die Erfindung befaßt sich allgemein mit hydraulischen Axialkolbenpumpen
und -motoren; sie betrifft insbesondere eine verbesserte Vorrichtung, die es erlaubt, die Kolben von solchen
Maschinen in Richtung auf eine Fläche vorzuspannen.
Axialkolbenpumpen und -motoren weisen einen Zylinderblock mit mehreren in Umfangsrichtung verteilt angeordneten, axial verlaufenden
Kolbenbohrungen auf. In jeder Kolbenbohrung sitzt ein axial hin- und herbewegbarer Kolben. Mit dem äußeren Ende
jedes Kolbens ist ein allseitig verschwenkbarer Kolbenschuh verbunden. Die Kolbenschuhe weisen eine Lagerfläche auf, die
mit einer Fläche einer Taumelscheibe in Berührung steht, um bei einer Drehung des Zylinderblocks Kraft zu übertragen oder
aufzunehmen. Der Zylinderblock dreht sich gegenüber einer Ventil- oder Schieberplatte, die Einlasse und Auslässe aufweist,
die über in dem Zylinderblock ausgebildete Kanäle wechselweise mit den Kolbenbohrungen in Verbindung kommen. Ein Arbeitsmittel
wird über die Schieberplatte in die Kolbenbohrungen
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gedrückt, um den Zylinderblock zu einer Drehung zu veranlassen,
wenn die Maschine als Motor eingesetzt wird. Bei Verwendung der Maschine als Pumpe wird Arbeitsmittel über die Schieberplatte
aus den Kolbenbohrungen herausgedrückt, wenn der Zylinderblock mittels einer externen Energiequelle gedreht wird.
Bei derartigen Axialkolbenmaschinen ist es in hohem Maße erwünscht, die gegeneinander rotierenden Bauteile, beispielsweise
die Kolbenschuhe und die Fläche der Taumelscheibe sowie den
Zylinderblock und die mit diesem in Eingriff stehende Fläche der Schieberplatte, in enger gegenseitiger Anlage zu halten,
um ein einwandfreies Arbeiten sicherzustellen.
Es wurde bereits eine Reihe von Lösungen vorgeschlagen, um die vorstehend genannten Bauteile in Richtung auf einen gegenseitigen
Eingriff vorzuspannen. Beispielsweise ist es bekannt (US-PSen 2 776 627, 3 522 759, 3 543 649, 3 616 726 und
3 678 804), axial angeordnete Stifte oder Federn vorzusehen, die über eine Führungshalterung eine Kraft auf eine Gleithalteplatte
übertragen, die mit den Kolbenschuhen in Eingriff steht. Die Führungshalterung sitzt auf einer Nabe des Zylinderblocks,
die mit der Welle aer Pumpe oder des Motors verkeilt ist, um eine Drehbewegung auf den Zylinderblock zu übertragen
oder von diesem zu übernehmen. Die Nabe muß von ausreichender Größe sein, um die relativ hohen Kräfte zwischen Zylinderblock
und Welle übertragen zu können. Werden axial angeordnete Stifte benutzt, sitzt innerhalb des Zylinderblockes
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eine Feder, die die Welle umfaßt. Bei Verwendung von axial angeordneten
Stiften ist es erforderlich, die in dem Zylinderblock ausgebildete Federkammer verhältnismäßig groß zu machen,
damit die axial verlaufenden Stifte sich sowohl gegen die Feder als auch gegen die Führungshalterung anlegen können und
damit sichergestellt ist, daß keine wesentliche Verringerung
der Festigkeit der Nabe erfolgt. Beim Einsatz von axial angeordneten Federn sind verhältnismäßig große Federbohrungen· notwendig. Damit die Festigkeit der Nabe nicht wesentlich herabgesetzt wird, muß unter Berücksichtigung der Federbohrungen
der Abstand zwischen der Welle und den Federbohrungen vergrößert werden. Bei Verwendung der axial verlaufenden Stifte
oder Federn müssen die Kolbenbohrungen von der Achse der Welle nach außen verlagert und auf einem größeren Teilkreisdurchmesser angeordnet werden, damit in dem Zylinderblock ausreichend Werkstoff stehen bleibt, um den in den Kolbenbohrungen
auftretenden Drücken zu widerstehen, und damit im Bereich der Nabe genügend Werkstoff vorhanden ist, um die Kräfte zwischen der Welle und dem Zylinderblock zu übertragen. Diese Steigerung des Teilkreisdurchmessers bedingt einen größeren Gesamtdurchmesser der Maschine und führt bei gegebener Winkelgeschwindigkeit der Welle zu einer höheren Kolbengeschwindigkeit. Der größere Außendurchmesser des Zylinderblocks hat ferner den Nachteil, daß größere Trägheitskräfte auftreten, größere Rotationsverluste vorhanden sind und es zwischen den Berührungsflächen von Zylinderblock und Schieberplatte zu höhe-
damit sichergestellt ist, daß keine wesentliche Verringerung
der Festigkeit der Nabe erfolgt. Beim Einsatz von axial angeordneten Federn sind verhältnismäßig große Federbohrungen· notwendig. Damit die Festigkeit der Nabe nicht wesentlich herabgesetzt wird, muß unter Berücksichtigung der Federbohrungen
der Abstand zwischen der Welle und den Federbohrungen vergrößert werden. Bei Verwendung der axial verlaufenden Stifte
oder Federn müssen die Kolbenbohrungen von der Achse der Welle nach außen verlagert und auf einem größeren Teilkreisdurchmesser angeordnet werden, damit in dem Zylinderblock ausreichend Werkstoff stehen bleibt, um den in den Kolbenbohrungen
auftretenden Drücken zu widerstehen, und damit im Bereich der Nabe genügend Werkstoff vorhanden ist, um die Kräfte zwischen der Welle und dem Zylinderblock zu übertragen. Diese Steigerung des Teilkreisdurchmessers bedingt einen größeren Gesamtdurchmesser der Maschine und führt bei gegebener Winkelgeschwindigkeit der Welle zu einer höheren Kolbengeschwindigkeit. Der größere Außendurchmesser des Zylinderblocks hat ferner den Nachteil, daß größere Trägheitskräfte auftreten, größere Rotationsverluste vorhanden sind und es zwischen den Berührungsflächen von Zylinderblock und Schieberplatte zu höhe-
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ren Geschwindigkeiten kommt. Jede Verringerung des Durchmessers
der Federkammer würde einen kleineren Durchmesser der Nabe
erfordern; die Nabe würde infolgedessen entsprechend an Festigkeit verlieren. Die axiale Anordnung der Stifte oder
Schraubenfedern im Bereich der Nabe vermindert darüber hinaus den Werkstoffquerschnitt der Nabe, was wiederum auf Kosten
der Festigkeit der Nabe geht.
Eine gewisse Verminderung des Durchmessers der Federkammer
ist möglich, wenn bei axial angeordneten Stiften oder Federn, die durch die Nabe hindurchreichen, die Führungshalterung am
Ende der Nabe des Zylinderblocks vorgesehen wird. Auch diese
Ausbildung hat jedoch wesentliche Nachteile. Es ist erwünscht, die Keilverbindung zwischen der Welle und dem Zylinderblock
um eine Linie zu zentrieren, die durch die Kolbenschuhe hindurch verläuft, damit ein geeigneter Kräfteausgleich erzielt
wird. Bei am Ende der Nabe des Zylinderblocks angeordneter
Führungshalterung müßte entweder diese Zentrierung beseitigt und damit der Kräfteausgleich gestört werden, oder wäre eine
Verminderung der Länge der Keilverzahnung im Bereich der Nabe
notwendig, was zu höheren Spannungen in der Nabe führt.
Es wurde auch vorgeschlagen (US-PSen 3 191 543, 3'304 885,
3 543 649 und 3 808 949) mehrere Schraubenfedern vorzusehen,
die in einem Winkel zwischen der im Zylinderblock ausgebildeten Federkammer und der Führungshalterung durch den Zylinder-
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block hindurchreichen. Bei der Anwendung solcher in einem Winkel
verlaufender Federn müssen die Federn einen verhältnismäßig großen Durchmesser erhalten, um für die erforderliche Vorspannkraft
zu sorgen. Dies bedingt verhältnismäßig große, im Winkel verlaufende Federbohrungen, was seinerseits entweder zu
einer Verringerung der Materialstärke zwischen den Federbohrungen und den Kolbenbohrungen und damit zu einer Erhöhung der
Wahrscheinlichkeit eines Reißens der Kolbenbohrungswand führt, oder es erforderlich macht, die Kolbenbohrungen auf einem größeren
Teilkreisdurchmesser anzuordnen, was die vorstehend diskutierten Probleme mit sich bringt. Wegen unvermeidbarer Fertigungstoleranzen
kann ferner der Einsatz von Federn, die entweder im Winkel oder in Axialrichtung verlaufen, zu einer ungleichmäßigen
Verteilung der Kraft um die Führungshalterung herum und damit zu einem unerwünschten Verkanten der Führungshalterung
gegenüber der Nabe führen.
Mit der Erfindung soll eine verbesserte mechanische Vorspanneinrichtung
geschaffen werden, die den Zylinderblock und die Kolbenschuhe einer Axialkolbenmaschine gegen die zugehörigen,
damit zusammenwirkenden Bauteile drückt. Die verbesserte mechanische Vorspanneinrichtung soll eine Verminderung des Gesamtdurchmessers
des Zylinderblocks erlauben, ohne daß der innerhalb der Kolbenbohrungen zulässige Druck oder die Kraft
kleiner wird, die über die Nabe des Zylinderblocks übertragen werden kann. Die Vorspanneinrichtung soll weniger strenge Fer-
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tigungstoleranzen zulassen. Es soll für eine gleichmäßige Vorspannkraft
auf die Führungshalterung gesorgt sein.
Erfindungsgemäß werden bei einer Axialkolbenmaschine der vorstehend
genannten Art mehrere starre Stifte vorgesehen, die in einem Winkel verlaufen und in Bohrungen in der Nähe der Nabe
des Zylinderblockes sitzen, wobei das eine Stiftende mit der Führungshalterung und das andere Stiftende mit einer innerhalb
des Zylinderblockes sitzenden vorgespannten Feder in Eingriff steht. Diese Ausbildung gestattet eine Optimierung
bezüglich Festigkeit und Gesamtabmessungen der Maschine. Außerdem werden die besten Kontaktbedingungen für die Führungshalterung
erzielt, da diese über die Nabe des Zylinderblocks hinweggreifen kann. Die mit der Welle in Keilverzahnungseingriff
stehende Nabe des Zylinderblocks wird besonders lang, ohne daß die Federkammer innerhalb des Zylinderblockes vergrößert
wird. Insgesamt werden für eine optimale Lage der Führungshalterung,
einen günstigen Keilverzahnungseingriff und eine erhöhte Festigkeit der Nabe bei vorgegebenen Gesamtabmessungen
gesorgt. Die verringerten Gesamtabmessungen haben niedrigere Kolbengeschwindigkeiten und niedrigere Relativgeschwindigkeiten
zwischen dem Zylinderblock und der Schieberplatte zur Folge.
Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung wird bei einer
Maschine der vorstehend genannten Art ein ringförmiges
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nachgiebiges Bauteil vorgesehen, das die Welle umfaßt und dessen eines Ende festliegt, während sein anderes Ende mit einer
Scheibe in Eingriff steht, die eine ringförmige Schrägfläche aufweist, die ihrerseits mit jeweils einem Ende der Stifte in
Eingriff steht und senkrecht zu diesen verläuft. Diese Ausbildung erlaubt eine Maximierung der Länge des nachgiebigen
Bauteils; bei vorgegebener Federkraft wird dadurch die Federkonstante verkleinert.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die
Stiftbohrungen sowohl zwischen den Kolbenbohrungen als auch zwischen den Kolbenbohrungen und der Welle angeordnet sind.
Dadurch kann die Festigkeit des Zylinderblocks im Bereich der Kolbenbohrungen erhöht werden, so daß in den Kolbenbohrungen
ein gesteigerter Druck aufrechterhalten werden kann.
In Verbindung mit einem oder mehreren der vorstehenden Merkmale
wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung an der Führungshalterung
eine Ringfläche vorgesehen, die senkrecht zum anderen Ende der Stifte steht. Auf diese Weise kann die Führungshalterung
in einer Vielzahl von Stellungen mit Bezug auf die Welle angeordnet werden.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Axialkolbenmaschine und
Fig. 2 einen Querschnitt der Maschine nach Fig. 1 entlang
der Linie 2-2 der Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) mit
fester Verdrängung veranschaulicht, die ein Gehäuse 10 mit einem Deckel 12 aufweist, der an einem Körper 14 mittels mehrerer
in Umfangsrichtung verteilter Schrauben 16 befestigt ist.
Eine in Lagern 20, 22 abgestützte Welle 18 reicht durch das Gehäuse 10 hindurch und in eine Führungsbohrung 24 im Deckel
12 hinein. Um die Welle 18 herum sind benachbart den Lagern zweckentsprechende Dichtungen vorgesehen, die ein Lecken von
Arbeitsmittel verhindern. Ein ringförmiger Zylinderblock 26 umfaßt die Welle 18; er ist mit dieser über eine Keilverzahnung
28 verbunden. Die Keilverzahnung 28 ist.in bekannter Weise ballig ausgeführt; der Gipfelpunkt der balligen Ausgestaltung
befindet sich im Bereich der Linie 30. Die Keilzahnverbindung ist entlang einer Nabe 32 des Zylinderblocks 26 vorgesehen.
Das eine Ende des Zylinderblocks 26 ist mit einer Lagerplatte 34 über mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete
Stifte 36 verbunden. Die Lagerplatte 34 steht in Gleiteingriff mit einer Ventil- oder Schieberplatte 38, die ihrerseits
über einen oder mehrere Stifte 40 mit dem Deckel 12 in
Verbindung steht. Die Schieberanordnung ist als solche bekannt
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und bedarf daher vorliegend keiner näheren Erläuterung. In
dem Zylinderblock 26 befinden sich mehrere in Umfangsrichtung verteilte, axial verlaufende Kolbenbohrungen 42, von denen jede einen hin- und herbewegbaren Kolben 44 aufnimmt.
dem Zylinderblock 26 befinden sich mehrere in Umfangsrichtung verteilte, axial verlaufende Kolbenbohrungen 42, von denen jede einen hin- und herbewegbaren Kolben 44 aufnimmt.
Eine Taumelscheibe 46 steht mit dem Körper 14 in Eingriff.
Sie weist eine zur Achse der Welle 18 konzentrische ringförmige Schrägfläche 48 auf. Während vorliegend eine feststehende Taumelscheibe veranschaulicht ist, kann der Erfindungsgegenstand ohne weiteres auch bei Pumpen und Motoren vorgesehen werden, deren Taumelscheibe geneigt werden kann. An dem äußeren kugeligen Ende 50 jedes Kolbens 44 ist ein Kolbenschuh 52 mit einer Lagerfläche 54 angeordnet, die sich gegen die Schrägfläche 48 anlegt.
Sie weist eine zur Achse der Welle 18 konzentrische ringförmige Schrägfläche 48 auf. Während vorliegend eine feststehende Taumelscheibe veranschaulicht ist, kann der Erfindungsgegenstand ohne weiteres auch bei Pumpen und Motoren vorgesehen werden, deren Taumelscheibe geneigt werden kann. An dem äußeren kugeligen Ende 50 jedes Kolbens 44 ist ein Kolbenschuh 52 mit einer Lagerfläche 54 angeordnet, die sich gegen die Schrägfläche 48 anlegt.
Es ist erwünscht, die Gelenkstellen der kugeligen Enden 50 in
den Kolbenschuhen 52 entlang einer Linie zu halten, die durch den Schnittpunkt der Achse der Welle 18 und der Linie 30 der
Keilzahnverbindung hindurchgeht. Eine solche Ausbildung führt zu einer Optimierung hinsichtlich des richtigen Kräfteausgleichs .
Keilzahnverbindung hindurchgeht. Eine solche Ausbildung führt zu einer Optimierung hinsichtlich des richtigen Kräfteausgleichs .
Um die Lagerflächen 54 der Kolbenschuhe 52 dicht an der Schrägfläche
48 zu halten, ist eine ringförmige Gleithalteplatte 56
vorgesehen. In der Gleithalteplatte 56 sind mehrere, der Lage
der Kolbenschuhe 52 entsprechende Öffnungen 58 ausgebildet,
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die eingeschnürte Teile 59 der Kolbenschuhe 52 aufnehmen. Eine
Ringfläche 60 der Gleithalteplatte 56 steht mit einer Fläche 62 an einem vergrößerten Teil 63 jedes Kolbenschuhs 52 in
Kontakt.
Die Gleithalteplatte 56 ist mit einem kugeligen Oberflächensegment
64 versehen. Eine ringförmige, axial verstellbare Führungshalterung 66 ist mit der Welle 18 vor der Nabe 32 verkeilt.
Sie weist ein äußeres kugelförmiges Oberflächensegment 68 auf, das mit dem kugeligen Oberflächensegment 64 in Eingriff
steht. Um die Lagerflächen 54 der Kolbenschuhe 52 dicht an der Schrägfläche 48 zu halten, braucht nur die Führungshalterung
66 in Axialrichtung nach außen in Richtung auf die Schrägfläche 48 gedrückt zu werden. Insoweit ist die erläuterte
Bauweise bekannt.
Arbeitet die Maschine als Pumpe, dreht die extern angetriebene Welle 18 den Zylinderblock 26. Während die Kolben 44 im
Verlauf ungefähr einer halben Umdrehung aus den Kolbenbohrungen 42 herausgezogen werden, strömt unter niedrigem Druck stehendes
Arbeitsmittel über die Schieberplatte 38 in die Kolbenbohrungen ein. Dies stellt den Ansaugteil des Kolbenhubs dar.
Während der anderen halben Umdrehung des Zylinderblocks wird dann Arbeitsmittel von den Kolbenbohrungen 42 in andere Öffnungen
der Schieberplatte 38 hinein verdrängt. Dabei bewegen sich die Kolben 44 auf Grund der Gleitbewegung entlang der
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Schrägfläche 48 in die Kolbenbohrungen 42 hinein. Diese Arbeitsweise
ist bekannt.
Wird die Maschine als Motor eingesetzt, wird unter hohem Druck
stehendes Arbeitsmittel über Kanäle in der Schieberplatte 38
in bestimmte Kolbenbohrungen 42 eingebracht, wodurch die betreffenden Kolben 44 in Richtung auf die Schrägfläche 48 verschoben
werden. Durch den Kontakt zwischen den Kolbenschuhen 52 und der Schrägfläche 48 werden der Zylinderblock 26 und damit
auch die Welle 18 gedreht. Nachdem die Kolben 44 um den Höchstbetrag aus den Kolbenbohrungen 42 herausgeschoben sind,
fahren die Kolben wieder in die Kolbenbohrungen ein, wobei in den betreffenden Kolbenbohrungen vorhandenes entspanntes Arbeitsmittel
über die Schieberplatte 38 abströmt. Auch diese Arbeitsweise ist bekannt.
Zu einer mechanischen Vorspanneinrichtung, die die Kolbenschuhe 52 in Richtung auf die Schrägfläche 48 und den Zylinderblock
26 in Richtung auf die Schieberplatte 38drücken, gehört eine Schraubenfeder 7O, die in einer axial verlaufenden Mittelbohrung
72 des Zylinderblocks 26 sitzt. Die Feder 70 umfaßt die Welle 18. Ihr eines Ende liegt an einer Scheibe 74 an, die
sich an einem Widerlager in Form eines Sicherungsringes 76 abstützt,
der in eine Ringnut 78 des Zylinderblocks 26 eingesetzt ist. Mit ihrem anderen Ende legt sich die Feder gegen
eine Scheibe 80 an, die eine Ringfläche 82 aufweist, die mit
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dem einen Ende von mehreren in Umfangsrichtung verteilt angeordneten,
starren Kolbenstiften 84 in Kontakt steht. Die Kolbenstifte 84 sitzen in schräg verlaufenden, in Umfangsrichtung
verteilt angeordneten Stiftbohrungen 56 des Zylinderblocks 26.
Die anderen Enden der starren Kolbenstifte 84 liegen an einer Ringfläche 88 der Führungshalterung 66 an. Die Feder 70 wird
zusammengepreßt und drückt auf Grund der gegenseitigen Zuordnung der verschiedenen Bauteile die Gleithalteplatte 56 nach
links sowie den Zylinderblock 26 nach rechts in Fig. 1.
Die Stiftbohrungen 86 verlaufen in Längsrichtung entlang der
Achse der Welle 18; sie stehen entsprechend Fig. 1 in einem
Winkel zur Achse der Welle 18. Bei der veranschaulichten Ausführungsform
beträgt der Winkel 15 . Da die Enden der starren
Kolbenstifte 84 senkrecht zur Stiftachse verlaufen, ist es zweckmäßig, die Ringflächen 82 und 88 der Scheibe 80 bzw. der
Führungshalterung 66 in einem solchen Winkel schrägzustellen, daß diese Flächen parallel zu den betreffenden Eingriffsflächen
der starren Kolbenstifte 84 stehen.
Durch die schräge Anordnung der Kolbenstifte 84 läßt sich der
Außendurchmesser der Mittelbohrung 72 des Zylinderblocks 26 und damit auch der Teilkreisdurchmesser der Kolbenbohrungen 42 verkleinern.
Die schräg verlaufenden Kolbenstifte lassen ferner den gewünschten Materialquerschnitt stehen, der erforderlich
ist, um der Nabe 32 eine passende Festigkeit zu verleihen.
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Die Stiftbohrungen 86 liegen zwischen bestimmten Kolbenbohrungen 42. Bei der veranschaulichten Ausführungsform sind neun in
Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Kolbenbohrungen 42 sowie sechs Stiftbohrungen 86 vorhanden. Um die maximale Wandstärke
"X" der Kolbenbohrungen 42 beizubehalten, befinden sich die Stiftbohrungen 86 zwischen den Kolbenbohrungen und der Welle
18.
Da es sich bei den Kolbenstiften 84 um starre Bauteile handelt,
ist die Bruchgefahr im Vergleich zu Federn vermindert. Da ferner nur eine einzige Feder 70 vorgesehen ist, wird mittels dieser
Feder eine gleichmäßige Kraft auf sämtliche Kolbenstifte ausgeübt. Dies hat zur Folge, daß entlang dem Umfang der Führungshalterung
66 überall die gleiche Kraft übertragen wird. Da ferner die Kolbenstifte verhältnismäßig kurz gehalten werden
können, läßt sich die Länge der Feder 70 vergrößern. Dies gestattet eine Verkleinerung der Federkonstante der Feder 70,
ohne daß eine entsprechende Verringerung der Vorspannung der zusammengedrückten Feder in Kauf genommen zu werden braucht.
In Anbetracht des Umstandes, daß die von dem Zylinderblock 26
auf die Schieberplatte 38 ausgeübte Kraft für das Arbeitsverhalten der Maschine von Bedeutung ist, gestattet die Verkleinerung
der Federkonstante Fertigungstoleranzen, die kleiner als die Toleranzen sind, die bei Verwendung einer kurzen Feder
mit hoher Federkonstante eingehalten werden müßten.
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Während bei der veranschaulichten Ausführungsform das eine
Ende der Feder 7O an der Scheibe 74 anliegt, versteht es sich,
daß auch andere Mittel vorgesehen sein können, um auf die Kolbenstifte
84 eine Kraft auszuüben. Beispiele dafür ergeben sich aus den in der Beschreibungseinleitung genannten US-Patentschriften.
Es ist auch bekannt, daß es zweckmäßig sein kann, auf die Kolbenschuhe 52 eine größere Kraft als auf die
Schieberplatte 38 auszuüben. Dies kann im Falle der veranschaulichten Ausführungsform dadurch erreicht werden, daß in
den Kolben 44 Öffnungen vorgesehen werden, wie dies aus der US-PS 3 3O4 885 bekannt ist. Diese Öffnungen nutzen den in
den Kolbenbohrungen 42 herrschenden Arbeitsmitteldruck aus, um auf die Kolbenschuhe 52 eine Zusatzkraft ohne Zuhilfenahme
weiterer mechanischer Vorspanneinrichtungen auszuüben. Die Verwendung derartiger Öffnungen stellt eine in der einschlägigen
Technik geläufige Maßnahme dar.
Durch Verwendung der Ringfläche 88 auf der Führungshalterung
66 ist es möglich, die Führungshalterung in Umfangsrichtung in jeder beliebigen Stellung auf die Welle 18 aufzuschieben.
Da ferner der radial am weitesten außen liegende Teil der Führungshalterung 66 nicht in den Bereich der Kolben 44 hineinragt,
brauchen an der Führungshalterung keine Ansätze vorgesehen zu werden, wie dies der Fall wäre, wenn anstelle der
schräg angeordneten starren Kolbenstifte 84 schräg verlaufende Federn benutzt würden.
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Um den Außendurchmesser der Ringfläche 88 der Führungshalterung
66 kleinstmöglich zu halten und damit eine Berührung zwischen der Ringfläche 88 und den Kolben 44 zu vermeiden, sollte
der Winkel der Stifte 84 nicht größer als unbedingt notwendig
gewählt werden. Im allgemeinen wird ein Winkel von weniger als 3O° günstig sein.
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Claims (13)
1) gegenüberliegende Endabschnitte aufweist,
2) die Welle umfaßt,
3) mit der Welle drehfest verbunden ist,
4) mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Achse der Welle verteilt angeordneten, axial verlaufenden
Kolbenbohrungen versehen ist, deren Achsen parallel zur Achse der Welle liegen und die sich am
einen Ende des Zylinderblocks in der Nähe der Verbindung
zwischen Welle und Zylinderblock öffnen, sowie
5) mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Stiftbohrungen aufweist, die an einer in der Nähe
der Verbindung zwischen Welle und Zylinderblock liegenden Stelle durch den Zylinderblock hindurchreichen
und jeweils eine Achse haben, deren Verlängerung die Achse der Welle schneidet;
(c) mehrere Kolben, von denen jeder
1) in einer der Kolbenbohrungen hin- und herbewegbar
gelagert ist,
2) über das offene Ende der betreffenden Kolbenbohrung vorsteht,
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3) ein innerhalb der betreffenden Kolbenbohrung sitzendes
Innenende hat und
4) mit einem außerhalb der betreffenden Kolbenbohrung
befindlichen Außenende versehen ist;
(d) eine ringförmige Führungshalterung, die
1) die Welle umfaßt,
2) mit den Außenenden der Kolben in Eingriff steht und
3) mit Bezug auf die Welle axial bewegbar gelagert ist;
(e) eine Feder, die
1) zwischen der Welle und dem Zylinderblock sitzt sowie
2) entgegengesetzte Enden aufweist;
(f) ein den Zylinderblock und mindestens einen Teil der Welle aufnehmendes Gehäuse;
(g) ein Widerlager, das
1 ) an der Welle oder dem Zylinderblock angeordnet ist und
2) mit dem Federende in Eingriff steht, das den Innenenden der Kolben am nächsten liegt; sowie
(h) mehrere starre Stifte, von denen jeder
1) gegenüberliegende Enden hat,
2) in einer der Stiftbohrungen si^zt,
3) über sein eines Ende mit dem anderen Ende der Feder in Eingriff steht und
4) über sein anderes Ende mit der Führungshalterung in Eingriff steht, so daß
die Feder zusammendrückbar ist, um auf die Stifte eine
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Kraft auszuüben und die Stifte in Richtung auf die Führungshalterung
radial nach außen zu drücken, wodurch eine axiale Verstellung der Führungshalterung in der von den
Innenenden zu den Außenenden der Kolben weisenden Richtung erfolgt.
2. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch (i) eine Scheibe, die
1 ) zwischen der Feder und dem einen Ende jeder der
Stifte sitzt und
2) eine zum einen Ende der Stifte parallele Ringfläche
aufweist, wobei
(j) die Führungshalterung mit einer Ringfläche versehen ist, die
(j) die Führungshalterung mit einer Ringfläche versehen ist, die
1) parallel zu den anderen Enden der Stifte verläuft
und
2) mit den anderen Enden der Stifte in Eingriff steht.
3. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
(i) die Feder die Welle umfaßt;
(j) das Widerlager auf dem Zylinderblock sitzt und
(k) die Führungshalterung eine Ringfläche aufweist, die
1) senkrecht zu den Achsen der Stifte verläuft und
2) mit den anderen Enden der Stifte in Eingriff steht;
und
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(l) eine ringförmige Scheibe vorgesehen ist, die
1) die Welle umfaßt,
2) mit der Feder und dem einen Ende jedes der Stifte
in Eingriff steht, sowie
3) eine zu den Achsen der Stifte senkrechte Ringfläche
aufweist.
4. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
(i) die Kolbenbohrungen in gleichmäßigen Abständen um den
Zylinderblock verteilt sind und
(j) jede der Stiftbohrungen angeordnet ist zwischen
(j) jede der Stiftbohrungen angeordnet ist zwischen
1) zwei der Kolbenbohrungen und
2) den betreffenden nebeneinanderliegenden Kolbenbohrungen
sowie der Welle.
5. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
(i) mindestens ein auf der FUhrungshalterung befindliches
Kugelflachensegment,
(j) einen Kolbenschuh, der mit dem Außenende jedes Kolbens
allseitig schwenkbar verbunden ist und gegenüberliegende Enden aufweist, von denen das eine eine Lagerfläche
bildet;
(k) eine Taumelscheibe mit einer Ringfläche, die mit den Lagerflächen der Kolbenschuhe in Gleiteingriff steht;
und
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(l) eine ringförmige Gleithalterung, die
1) mit Öffnungen versehen ist, welche die Kolbenschuhe mindestens teilweise umfassen,
2) eine mit den anderen Enden der Kolbenschuhe in Eingriff stehende Fläche aufweist und
3) drehbar und schwenkbar auf der Kugelfläche der Führungshalterung
gelagert ist, wobei
(m) der Zylinderblock eine nahe den Außenenden der Kolben
angeordnete Nabe mit einer ringförmigen Gruppe von Zähnen aufweist;
(n) die Welle mit einer ringförmigen Gruppe von Zähnen versehen ist, die mit den Zähnen der Nabe in Eingriff
stehen und für die Verbindung zwischen Zylinderblock und Welle sorgen; und
(o) die Führungshalterung die Nabe umfaßt.
6. Kolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
(p) das Widerlager auf dem Zylinderblock sitzt;
(q) das Gehäuse gegenüberliegende innere Endabschnitte aufweist;
(r) eine Schieberanordnung mit einem Endabschnitt des Gehäuses und dem anderen Endabschnitt des Zylinderblocks
in Eingriff steht; und
(s) die Taumelscheibe nahe dem anderen Endabschnitt des Gehäuses sitzt.
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7. Kolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß (t) die Feder die Welle umfaßt;
(u) eine Scheibe vorgesehen ist, die
1) mit der Feder und dem einen Ende jeder der Stifte in
Eingriff steht und
2) eine zu den Achsen der Stifte senkrechte Ringfläche
hat, sowie
(v) die Führungshalterung eine Ringfläche aufweist, die
1) senkrecht zu den Achsen der Stifte verläuft und
2) mit den anderen Enden der Stifte in Eingriff steht.
8. Kolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshalterung mit einer Gruppe von Zähnen versehen
ist, die mit den Zähnen der Welle in Eingriff stehen.
9.· Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Schraubenfeder ausgebildet ist, die die Welle
umfaßt und eine Länge von mehr als der halben Länge des Zylinderblocks
hat.
10. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Stiftbohrungen in einem Winkel von weniger als 3O°
mit Bezug auf die Achse der Welle verläuft.
11. Axialkolbenmaschine mit einem Zylinderblock, der eine axial
verlaufende Bohrung aufweist und um die Achse der Bohrung
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drehbar ist, einer in der Bohrung befindlichen nachgiebigen
Anordnung, einem relativ zum einen Bohrungsende angeordneten und mit der nachgiebigen Anordnung in Eingriff
stehenden Widerlager sowie einer relativ zum anderen Ende der Bohrung angeordneten Führungshalterung, gekennzeichnet
durch mehrere in Umfangsrichtung um die Achse der Bohrung
verteilt angeordnete starre Stifte, die in Stiftbohrungen des Zylinderblocks sitzen und deren Achsen mit Bezug auf
die Bohrungsachse einen Winkel bilden, wobei das eine Ende jedes Stifts an einer axial in Abstand von der Eingriffsstelle des Widerlagers befindlichen Stelle mit der nachgiebigen
Anordnung in Eingriff steht, während sich das andere Stiftende in Eingriff mit der Führungshalterung befindet.
12. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Achse jeder Stiftbohrung in einem Winkel von im wesentlichen 15 mit Bezug auf die Achse der Welle verläuft.
13. Kolbenmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Achse jeder Stiftbohrung in einem Winkel von im wesentlichen 15° mit Bezug auf die Achse der Welle verläuft.
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